착용형 점자 제시 장치의 점자 제시 방안 a study on effective...

착용형 점자 제시 장치의점자 제시 방안 연구

유희천1, 이민정2, 장준호1

1 인간공학 설계기술 연구실

포항공과대학교 산업경영공학과2 LG전자 단말기 사업부

Evaluation of Information Presentation Methodsfor a Wearable Braille Display

목 차

연구 배경 및 목적

Braille Display 개발

Psychophysical Experiment

Results

Discussion

2

착용형 점자제시장치 개발 필요성

시각장애인의정보접근성향상필요

현금지급기, 발권기등의터치스크린화로서비스사용범위축소

시각장애인의현금인출기사용의어려움 (한겨례신문,2005)

갑작스러운환경변화나위험으로부터대응이어려움

시각 장애인이맨홀에 빠져부상을 입은사례 발생 (국민일보, 2005)

시설물이나지면상의점자는실시간정보획득이어려움

실시간정보제공을위한착용형점자제시장치개발필요

3

시각장애인을 위한 촉감 정보제시 장치

Braille display (최혁렬외, 2004)

Wearable finger-Braille interface-진동방식(Amemiya et al., 2004) Optacon (Linivill & Bliss , 1966)

Wearable pneumatic tactile interface (Kim and Ryu, 2005)

손가락 착용형점자 제시 장치

손목 착용형점자 제시 장치

4

연구 목표

점자제시방안 파악 및 고안• Active, stationary, simultaneous 방안 파악

• Sequential 방안 고안

점자인식 실험을 통한 점자제시방안 비교 평가

착용형 점자 제시 장치에 적용 가능한 점자제시방안고안 및 비교

5

점자 제시 방안

Touch 방식 Concept

Active

Passive

Stationary

Repeti-tive

Simulta-neous

Sequential

6

점자 제시 장치 제작

Wagner et al.(2002)의 tactile shape display 적용 구성

• 핀 구동: RC servomotor에 핀 체결

(반응 속도: 2 ms/1° 회전, torque: 2.6 kgcm)• 핀 소재: 1 mm 직경 steel wire

(SA1 receptor의 최소 자극 인지 크기 0.5 mm (Johnson, 2001))• 핀 간격: 3 mm (2 점 식별 능력: 1~2 mm (Jungmann, 2002))• 외장 재질: Aluminum & Acrylic Tactile shape display

(Wagner et al.,2002)

1 mm

3 mm

3 mm

1 mm

3 mm

3 mm

1 mm

3 mm

3 mm

핀 구동 원리 핀 배열Size: 11.5 × 11 × 6 cm

7

점자 제시 장치: Software Microsoft Foundation Class (MFC) language 이용 주요 기능

• 제시할 점자 패턴 입력

• 점자 제시 방안 및 수준 선택 (static, dynamic 모드 지원)• 점자 인식에 소요된 시간 및 인식된 정보 저장

8

실험 환경

Tablet PC를 이용하여S/W 및 Braille display 구동

USB keyboard를 PC에연결하여 사용자 입력을

별도로 받음

귀마개를 이용하여 소음 차단

9

실험용 Test pattern

1~6개의점자로구성된 pattern 활용

1 2

1 ㄱ (3) 2 ㄹ(2)-받침 3 ㅅ(6) 4 ㄷ (2,4) 5 ㅈ(3,6) 6 ㅊ(5,6)

3 4

7 ㅏ(1,2,6) 8 ㅗ(1,3,6) 9 ㅣ(1,3,5) 10 ㅔ (1,3,4,5) 11 ㅘ (1,2,3,6) 12 ㅢ(2,4,5,6)

5 6

13 언 (2,3,4,5,6) 14 영(1,2,4,5,6) 15 울 (1,2,3,4,6) 16 옹 (1,2,3,4,5,6) 17 옹 (1,2,3,4,5,6) 18 옹 (1,2,3,4,5,6)

10

Measures Time

• Response time (ms): 정보가 제시된 시점부터 정보를 인식하였다고 응답한시점까지의 시간

• Perception time (ms): 첫 번째 정보제시가 완료된 시점부터 정보를 인식하였다고응답한 시점까지의 시간 (sequential 방안에 해당)

• Correct response percentage (%): 정보처리의 정확도

Subjective ratings• 정보 인식 용이성 (7점)• 전반적 만족도 (7점)

~~~~ Time (ms)Perception time

Response time

0

정보 인식 종료 시점

11

피실험자

정상인 (8명)• 성별: 남 4명, 여 4명

• 연령: 평균 25세 (SD = 2.4)

시각장애인 (8명)• 성별:남 3명, 여 5명

• 연령: 평균 50세 (SD = 7.9)• 장애 기간: 평균 12.9년 (SD = 17)• 점자 경력: 평균 5.4년 (SD = 10.5)

12

Response Time

• All responses

• Correct responses

4.55

3.234.17 3.97

7.85

9.958.80

7.83

0

2

4

6

8

10

12

Active Stationary Simultaneous Sequential


Res

po

nse

tim

e (s

ec)

Blind Normal

4.47

2.70 3.053.82

6.917.90

8.54

7.31

0

2

4

6

8

10

12



Res

po

nse

tim

e (s

ec)

Blind Normal

6363TotalTotal

3.033.034242T x S[G]T x S[G]

0.7510.7510.400.401.231.2333T x GT x G

0.0290.0293.303.3010.0210.0233점자제시방안점자제시방안 (T)(T)

14.9614.961414피실험자피실험자 (S)[G](S)[G]

< 0.001< 0.00118.1518.15271.53271.5311피실험자피실험자그룹그룹 (G)(G)

pp값값FF값값평균제곱평균제곱자유도자유도변동요인변동요인

6363TotalTotal

3.033.034242T x S[G]T x S[G]

0.7510.7510.400.401.231.2333T x GT x G

0.0290.0293.303.3010.0210.0233점자제시방안점자제시방안 (T)(T)

14.9614.961414피실험자피실험자 (S)[G](S)[G]

< 0.001< 0.00118.1518.15271.53271.5311피실험자피실험자그룹그룹 (G)(G)


6363TotalTotal

1.831.834242T x S[G]T x S[G]

0.0620.0622.642.644.834.8333T x GT x G

0.0360.0363.123.125.715.7133점자제시방안점자제시방안 (T)(T)

20.1220.121414피실험자피실험자(S)[G](S)[G]

0.0010.00117.0317.03342.72342.7211피실험자그룹피실험자그룹 (G)(G)


6363TotalTotal

1.831.834242T x S[G]T x S[G]

0.0620.0622.642.644.834.8333T x GT x G

0.0360.0363.123.125.715.7133점자제시방안점자제시방안 (T)(T)

20.1220.121414피실험자피실험자(S)[G](S)[G]

0.0010.00117.0317.03342.72342.7211피실험자그룹피실험자그룹 (G)(G)


46%

A A AB B B

13

Perception Time 시각 장애인과 정상인간에 반응 시간에유의한차이 발생

(F(1,14) = 27.26, p < 0.001) 점자 제시 방안 간에 유의한차이(p = 0.03) 발생

SE

4.47

2.70 3.052.47

7.31 7.15

7.90

6.91

0

2

4

6

8

10

12



Per

cept

ion

time

(sec

)

Blind NormalSE

14

Correct Response Percentage 정상인이 올바르게인식한비율이 높음 (F(1,14) = 6.65, p = 0.02)

Active 방안과 sequential 방안이 올바르게인식한비율이유의하게높음 (F(3,42) = 32.68, p < 0.001)

87.5

51.4

64.6

40.335.4

57.6

79.9

57.6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100



Cor

rect

per

cent

age(

%)

Blind Normal

AA B B

15

정보 인식 용이성

정상인과 시각장애인간의유의한 차이를보이지는않음

(F(1,14) = 4.43, p = 0.06) Active 방안과 sequential 방안에서의 인식 용이성이유의하게높음

(F(3,42) = 13.88, p < 0.001)

4.0

5.65.6

3.53.5

6.1

3.0

5.5

1

2

3

4

5

6

7



정보

인식

용이성

Blind Normal

AA B B

16

전반적 만족도 정상인과시각 장애인간의 유의한 차이를 보임

(F(1,14) = 15.24, p = 0.001) Active 방안과 sequential 방안에서의 인식 용이성이 유의하게높음 (F(3,42) = 15.97, p < 0.001)

5.1

2.4

6.3

3.3

5.5

3.6

5.0

3.0

1

2

3

4

5

6

7



전반적

만족도

Blind Normal

AA B B

17

점자 제시 방안별 비교

점자 제시

방안

MeasuresActive Statio-

narySimulta-

neousSequen-

tial

Response time

Perception time

Correct response percentage

정보 인식 용이성

( > 평균 5 점)

전반적 만족도

( >평균 5 점)

Active 방안과 sequential 방안이 전반적으로 높은 점자인식성능과 선호도를보임

18

토 의

착용형 점자제시장치에 적용 가능한 점자제시방안 고안 및 구현

• Sequential 방안 고안

시각장애인과 정상인간의 점자 인식 능력 비교

• 시각장애인의 점자인식 능력이 다소 떨어지는 것으로 나타남

• 연령(정상인 평균 25세, 시각장애인 평균 50세)에 따른 tactile acuity 및 information processing time 차이로 예상

19

토 의

점자제시방안별 점자 인식성 비교

• 객관적, 주관적 평가를통한 점자제시방안비교 평가• Active 방안과 passive 방안들간에 response time 및 perception

time이 유사함• Active 방안과 sequential 방안이 점자를올바르게인식한비율이높고사용자가 가장선호하는방식임

• 착용형점자제시장치에의 적용

손목 착용형 (능동형터치 방식) : active 방안 적용 손가락착용형 (수동형터치 방식): sequential 방안 적용

20

Q & A

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착용형 점자 제시 장치의 점자 제시 방안 a study on effective...

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